颜料与染料的常见分类及应用

颜料与染料的常见分类及应用

日常生活中，我们接触到两大类带有颜色附着性质的物质，即颜料和染料。它们并不是同种物质的不同名称，而是代表两类物质。本文对颜料和染料的概念进行区分，并介绍其分类及常见应用。

1.颜料

颜料就是能使物体着色的颗粒状的有机或无机的固体的总称，通常为白色、黑色、彩色或带有荧光性质的物质。这种物质在水、油或其他的介质中不溶解，但可以在介质中均匀分散，并不影响其晶体或粒子结构，与介质类型无关。依据颜料成分差异，可分为有机颜料和无机颜料；根据颜色分为黑色、绿色、蓝色等颜料；根据颜料用途分为着色颜料、功能颜料和体质颜料。着色颜料是指为物体染上各种颜色的无机和有机颜料；功能颜料是具有特定功能的颜料，例如颜色随温度改变而改变的示温颜料、在黑暗中具有发光功能的发光颜料、具有消毒功能的防污颜料、有发出珍珠光泽的珠光颜料、可防止材料锈蚀的防锈颜料等。体质颜料是一种没有着色和遮盖作用的颜料，早期用于降低产品成本，改善橡胶、塑料和涂料等产品的性能，故又称之为填料。它们可直接来自自然界或者由生产中的副产品取得。成分为钙、镁或铝的盐，也可是硅或铝的氧化物。

颜料广泛应用于印刷、造纸、塑料、纤维、橡胶、陶瓷和涂料等工业中，赋予产品不透明性、耐用性、装饰性或某些特殊功能。科技水平提高，染料的新功能将会得到进一步研究。

2.染料

染料是指能使其他物质坚牢着色鲜明的有机物质。染料类型多种多样，由于分子结构不同，可分为偶氮染料、酞菁染料、葸醌染料、硝基染料和芳甲烷染料等。有机染料具有色彩鲜明，且着色力强的优点，多数有机染料无毒性，其结构易于通过改变而优于无机染料。目前，染料总产量的约四分之一为有机染料。

2.1偶氮类染料是指结构中含有偶氮基（-N=N-）的非水溶性的有机化合物，它是品种最多和产量最大的一类有机颜料。偶氮颜料是由芳香胺或芳杂胺经重氮化制得的重氮盐，然后与吡咯、2-萘酚、乙酰芳胺或吡唑啉酮等偶合成的非水溶性的物质，即偶氮颜料。一般偶氮颜料有橙、黄、红色三种常用的颜料如：永固橙RN、联苯胺黄G、金光红。偶氮染料在印染和光学器件方面有以下应用：

2.1.1偶氮染料具有成本低廉、合成工艺简单和染色性能明显等优点，而在染料数量和品种方面均为最领先的一类工业染料。偶氮染料约占世界染料的60%～70%。偶氮染料常用于各类纤维的印花和染色，也在塑料、橡胶、油漆、油墨、食品、化妆品等的着色以及纸张、皮革、羽毛、麦秆等染色方面有这重要应用。

2.1.2偶氮染料可光致变色，掺杂高分子薄膜后，可用作可作为重写光盘记录的介质。

2.1.3依據光变色原理，可以制造大容量、高密度和高耐性的三维“大容量”光存储元件。且金属与偶氮染料络合后可制备光学材料。

2.1.4偶氮染料在染料激光、液晶显示以及生命科学中分子荧光标记等现代高科技领域应用。

2.2酞菁颜料的的主体是酞菁，结构式为：

它们为有机物，不溶于水，主要为绿色和蓝色染料。1934年，德国法本公司和英国卜内门化学工业公司分别生产第一个新品种──酞菁蓝。几乎所有染料中含有二价金属，如铁、铜、锰、镍等，在分子中引入其他基团或者用吡咯环或其他环替换分子中的苯环，酞菁具有不同结构，其性能和用途也发生改变。含铜的酞菁蓝是酞菁颜料中的主要品种。对于染料采取不同后处理，可得到不同的产品，在丙烯酸树脂的金属装饰漆和塑料着色方面应用突出。

此外，根据染料的获得途径不同，分为天然染料和合成染料。

2.2.1天然染料（如植物性染料、动物性染料和矿物性染料等）是由植物、动物和矿物中获得的染料。根据来源可分为：①植物性染料由植物的根、茎、叶及果实中提取，如靛蓝（蓝色）由靛叶中提取，

姜黄素（黄色）由姜黄中提取，茜素（红色）从茜草中提取等；②动物性染料是提取于动物躯，如胭脂红取自胭脂虫等；③矿物性染料从矿物中提取有色无机物，如锰棕和铬黄等。天然有机染料主要是植物性染料，主要用于天然纤维（棉、麻、丝、毛）着色，服装服饰中人造纤维纺织品（大豆纤维、牛奶纤维、莫代尔等）的印染等。同样用于化妆品、皮具和工艺品方面。为保证产品的天然及环保性，在使用天然染料时，应注意尽量不使用合成助剂。

2.2.2合成染料，亦称“人造染料”。由煤焦油或石油经分馏制得的产品有苯、蒽、咔唑、萘等经化学反应制备，因此也称煤焦油染料。由于合成染料最早是以苯胺为原料制备，所以也称“苯胺染料”。较天然染料，合成染料不仅颜色和种类齐全，而且多数颜色鲜艳、耐晒耐洗，还可投入大量生产，因此目前的染料多数情况下指合成染料。按应用方法分为碱性染料、活性染料、硫化染料和酸性染料等。虽然染料具有颜色，但是有颜色的物质却不一定是染料，结构中具有发色团和助色团的物质才可称为染料。墨水中的染料还应具有磺酸基等水溶性基团，且其使用量最大。

3.染料的研究重点及展望

染料的种类繁多且研究已有长久的历史，对于无机颜料的常用方面已研究成熟，现着重于特殊功能的开发。科技水平提高，染料的新功能将会得到进一步研究。目前，有机染料工作者的研究重点是合成染料，在对结构的调整与改进的同时，也关注染料后处理的改进，制造出粒度均匀且颗粒直径较小的染料，提高染料的湿润性等，使有机染料能发挥更大的效用，更好地应用于实际生产和生活。